煤矿绿色开采技术浅析

煤矿绿色开采技术浅析
【摘要】煤炭的传统开采方法会对土地资源、大气和水资源都造成不同程度的破坏，煤矿的绿色开采技术可以保护环境、减少污染，实现资源的充分利用。

煤矿绿色开采技术包括煤与瓦斯共采、采空区充填开采、保水开采以及矸石的综合利用等。

【关键词】绿色开采技术；环境；瓦斯；矸石
前言
随着煤矿开采规模越来越大，相应地也带来了许多环境问题，如何治理煤矿的环境，使煤矿得到可持续的发展，这就需要找出一个合理的技术，这就需要实施煤矿的绿色开采技术。

矿山要实现绿色开采，必须依靠科技进步，使开采导致的环境破坏控制在环境允许容量内。

煤炭绿色开采的内涵主要表现在，改革开采技术，减轻对地表的扰动和水土的破坏，减少废弃物排放以及矿山废弃物的资源化利用。

煤炭绿色开采涉及到煤炭资源开采整个过程的清洁生产，生产规模设计、生产方式的选择、生产要素的布置、生产效率的提高、资源开发以及实现矿山开采与环境协调的整个过程。

进行绿色开采需要正确处理开采与持续发展、开采与环境协调等关键问题。

1 煤矿开采对环境的危害
1.1 煤矿开采对土地资源的破坏
煤炭开采造成土地塌陷，村庄被毁坏。

井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。

现在一些地方实施迁村开采，有的村庄有几百年甚至上千年的历史，迁村破坏了村庄的历史和文化。

每年因为煤炭开采造成塌陷的土地面积约为4万hm2。

1.2 煤矿开采污染大气
开采过程中的大气污染源主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃。

由于开采条件差，40%的煤矸石升井以后，堆积占地，煤矸石发热自燃产生废气，产生二氧化碳，造成大气环境污染。

煤矿开采排放瓦斯对环境的污染十分严重，瓦斯是易燃易爆气体，井下瓦斯爆炸事故频繁发生，给国家造成严重的生命和财产损失；同时，瓦斯还是温室气体，大量排放危及大气层、森林、农作物和人类自身。

1.3 煤矿开采对水资源的破坏和污染
其主要表现在两个方面：一方面煤炭开采过程中，进行的疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干；另一方面开采造成地表及地下水污染。

开采煤炭过程中，矿井水伴随煤矿采掘，极易受到污染，由于排水处理费用高，所以，大部分污染水未加处理就近排掉，对地面水、地下水以及周边的水系造成了污染，破坏了地下水资源，造成矿区和周边地区严重缺水。

2 绿色开采的意义
2.1 保护环境、减少污染
大力推行绿色开采技术，可以有效的保护环境，减少了污染。

实现从“高资源消耗、高污染排放、低经济效益”的“两高一低”
发展模式，转变为“资源消耗少、环境污染小、经济效益高”的“两低一高”模式；从以牺牲环境为代价追求经济增长的粗放型经济，转变为经济增长与环境保护协同增效的“绿色经济”；从对资源掠夺式开发、对生态环境破坏严重的“生态侵略型经济”，向人与自然和谐发展的“和谐型经济”转变；通过进行大规模的生态建设，修复受损的生态环境，从“生态赤字”向“生态盈余”转变。

发展煤炭环保产业，分流富余人员，提高煤矿效率和效益。

2.2 实现资源的充分利用
发展绿色开采，可以减少浪费，实现资源效益的最大化和社会效益的最优化。

保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响和破坏减少到最低限度。

对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的资源，基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，构筑节能产业体系。

用大功率、重型化、智能化技术装备，发展薄煤层、难采煤层的自动化开采技术，围绕矿井灾害防治、大型机电设备在线监测，实施绿色开采，提高煤炭资源回收率、煤炭转化和多联产、洁净利用等，提升煤炭行业整体科技水平和企业自我发展能力，减少资源浪费，提高回采率，降低成本，煤炭工业必将走上健康可持续的发展轨道。

3 绿色开采技术的主要内容
3.1 煤与瓦斯共采
瓦斯是热值高、无污染的新能源。

它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。

瓦斯随着煤炭的开采泄漏到大气
中，会加剧全球的温室效应。

瓦斯也是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难70%～80%都是由瓦斯爆炸引起。

而如果对瓦斯（煤层气）进行回收利用，在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低70%～85%。

可以减少巷道内的瓦斯含量，有效预防事故发生，让高瓦斯煤层变成低瓦斯煤层，实现安全生产。

各矿可以针对具体情况采取相应方式实现煤与瓦斯共采。

在煤与瓦斯共采技术方面，岩层运动中的的关键层理论所得出的节理裂隙场分布、离层规律将对上邻近层瓦斯动态涌出与下解放层开采最大卸压高度的影响等瓦斯抽出技术有重要参考作用。

3.2 采空区充填开采技术
采空区充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，是预防开采沉陷的重要措施之一。

在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建筑物或农田的目的。

如，水沙充填、矸石自溜充填等。

近年来，我国在抚顺、兖州、大屯等矿区应用采空区上方离层裂隙注浆充填法起到了减缓下沉速度和下
沉量的作用。

3.3 保水开采技术
保水开采技术是研究在开采后上覆岩层的破坏规律和地下水漏斗的形成机理，以及各种地质条件下开采期间岩层活动及地下水渗漏的关系，从采矿方法、地面注浆等方面采取措施，实现矿井水资源的保护和综合利用。

矿井水伴随煤矿采掘，极易受到矿井的污染，
由于排水处理费用很高，所以大部分污染矿井水并未加以处理就被就近排掉。

矿井水的“排供结合”可采取清污分流或地面建立净化处理设施，然后依水质情况分别作为生活用水和工业用水，剩余的水就地排放，供农业灌溉。

也可通过在生产过程中设置专门排放系统，实现清污分流，清水直接作为生活用水或工业用水，污水采取简单沉淀方法，除掉水中的超标成分，再加以利用。

3.4 煤巷支护技术与矸石综合利用
煤矸石是煤炭生产的伴生废弃物，升井通过拣选后在地面堆积，长期以来形成矸石山。

矸石排放对环境形成影响，而减少矸石排放的主要措施是将巷道设置在煤层内。

煤矿企业可以根据煤矸石的特点，进行综合利用。

煤矸石分二类：一类是随着矿井建设、开拓掘进而产生的矸石，俗称“岩矸”，其数量大约是矿井产量的10%～12%。

另一类是煤炭洗煤加工而产生的附产品，如洗选黑矸、筛上物、煤泥等，具有一定的燃烧值，一般占入洗量的5%～8%。

可以用煤矸石制造砖、水泥、混凝土、砌砖、陶粒等，利用矸石发电和供热是煤矸石综合利用的一条重要的途径。

4 结束语
煤炭是不可再生能源，在储量逐渐降低、生产利用成本加大、环境污染加剧的今天，实施煤炭绿色开采，对矿井安全生产和生态环境保护有重要意义。

（1）煤炭作为主体和可靠能源，绿色开采是其可持续发展主要内容之一，突出特点是考虑对环境保护，形成开采与环境协调发展。